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CODESYS Softmotion(一)功能介绍

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  • TA的每日心情
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    2017-11-9 20:49
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2023-4-12 23:17:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
    一、CODESYS Softmotion简介

    可编程逻辑控制器负责逻辑控制。P西门子(SIMATIC)、罗克韦尔(Allen-Bradley)、ABB(AC500) 都是PLC;机器人控制器重点在于机器人运动控制,ABB 公司的IRC5、KUKA的KRC4、KEBA伺服控制器、FANUC的RobotR-30iA。
    1.1 功能

      POU(Programming Orignization Unit)是符合PLCopen的库,实现单轴和多轴横向协同运动电子凸轮传动CNC控制轻松开发多轴运动控制器支持PLCopen Part4标准功能块可通过集成凸轮编辑器对凸轮功能进行图形化规划
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    2.2 特点

      运动控制变成独立于总线和驱动器支持多标准驱动器CODESYS编程环境中即可配置总线和驱动运动控制功能块POU库集成编辑器中设计电子凸轮支持G代码规划和编辑复杂动作PLCopen Motion Part4和轴组编辑器开发多轴机器人控制器库函数集。包括集合数据处理(路径预处理)、样条曲线和CNC刀具位置校正等包含丰富的交换库(用于备份和交换数据用),用以支持不同运动学的工业机器人的开发,例如Delta机器人,Scara机器人,Portal机器人以及龙门式机器人等。支持在线的CAM编辑器和CNC编辑器,机器操作员可以图形化的方式创建和编辑CNC程序
    CODESYS将运动控制和逻辑控制合二为一,主要由编程系统和实时系统,形成了Softmotion(CNC)工具包,可以实现单轴运动到复杂CNC、机器人应用。
    2.3 内容

      CODESYS SoftMotion Basic:主站和从站的PLC POU库工具包及CAM编辑器和可视化编程模板CODESYS SoftMotion CNC+ Robotics:除了CODESYS SoftMotion 中一些可用的库外,还包含CNC功能的POU库和运动学交换库和对应可视化模板,还支持PLCopen part4编程,并提供三位CNC编辑器和轴组编辑器
    2.4 应用

      三足机器人:并联运动(转换功能块);并联可视化;EtherCAT伺服驱动配置。
      标签机/凸轮应用:支持CAM编辑器;基于PLCopen的功能块;可视化功能;用作主引脚的虚拟轴;CANopen伺服驱动。
      四轴码垛机器人(四个旋转轴,一个水平夹具装置)。
      六轴通用机器人(六个旋转轴,末端TCP位姿控制)。
    二、如何使用CODESYS SoftMotion?

    使用Softmotion首先要解决设备实时性问题。这里我用了CODESY Control for Raspberry Pi SL设置树莓派为实时设备。

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    在Windows根据不同需求可以选择不同的Runtime:
    2.1、CODESYS SoftMotion RTE SL产品

    1.1 CODESYS Runtime SL 产品家族介绍

    目前支持的主流厂商的硬件产品,让部署在上面的成为实时设备。

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    RTE极大的提高了实时性,适合进行运动控制,同时RTE还支持了多个现场总线:

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    还可以选择可选的功能(Single License):

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    RTE对硬件和系统有要求,如果你需要硬件功能,那么网卡会有最低要求。
    1.2 SoftMotion 基本框架

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    最左边表示软件层别。最右边是其层别描述:
      CODESYS层,运动设计与配置;用户程序层,规划运动与执行;编写运动程序时,可能需要用到库SM3_BasicSM3_CNC和SM3_Robotics,还有一个非常重要的轴接口AXIS_REF_SM3Runtime层,驱动器接口,虚轴、位置闭环,最底下是镜像CANopen等底层总线;
    上图中,
      SM3_Basi:所有SoftMotion应用程序基本库,符合PLCopen标准第1、2部分,可以控制单轴或者两个轴(电子凸轮和齿轮)的主动和从动运动。SM3_CNC:基于SM3_Basoc库。除了运动学变换功能块外,还提供了轨迹生成、路径预处理和执行所需要的所有POUSM3_Robotic:包含PLCopen第四部分有关机器人技术功能块,其中SM_Transformation库包含支持的运动学并转换
    SM3_Basic中含有驱动器接口,负责IEC程序与驱动器之间的通信。对于支持的驱动器,CODESYS SoftMotion提供了此驱动器接口的库。
    驱动器配置界面:

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    上图是用户驱动器配置界面,它用来设置驱动器硬件的结构和配置,CODESYS将会创建一个IEC功能块代表驱动器。用户无需任何额外操作就可以以驱动器通信。
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    上图是CAN编辑器,图形化或者表格形式描述凸轮,之后生成凸轮数据结构和实例,应用程序可以通过POU访问它。
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    上图是CNC编辑器。文本编辑器或者图形编辑器生成CNC路径。
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    上图是机器人轴组配置界面。轴组定义了几个机械相关轴之间的关系,使用轴组配置器,可以选择和配置使用的运动学,创建对应的机器人模型。
    1.3 PLCopen简介

    就和STL于C++一样,接口相同但是不同平台实现不同,CODESYS运动库就是其中的一个比较好的实现。
    PLCopen定义轴的状态机:

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    Synchronized Motion主从齿轮的时候会用上的东西。
    CODESYS Softmotion(一)功能介绍-12.jpg

    下面是Codesys的符合标准实现的功能块:

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    同时,CODESYS还定义了电机轴接口:AXIS_REF_SM3,用户在界面上进行的操作其实就是在修改AXIS_REF_SM3实例,或者其派生。如。轴的类型、限位、速度曲线类型、动态限制和减速比等。
    如设置减速比:

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